لماذا لا يمكن استبدال فلورو بلاستيك PFA في صناعة أشباه الموصلات؟

في الوقت الحاضر ، وضعت جميع البلدان في العالم تطوير تكنولوجيا 5G كهدف تطوير استراتيجي. بدعم من 5G ، "الذكاء الاصطناعي" و "الواقع الافتراضي" ، سيتم تحسين معدلات الحوسبة ونقل البيانات بشكل كبير. مع تطور تكنولوجيا الاتصالات ، والتطور السريع لصناعة أشباه الموصلات ، والانضباط الناشئ في الصناعة الكيميائية - المواد الكيميائية الإلكترونية أيضا إلى حيز الوجود ، وغاز خاص يحتوي على الفلور هو واحد منهم. بالإضافة إلى استخدامه كمواد خام ، فإن دور المنتجات الفلورية البلاستيكية في صناعة أشباه الموصلات لا يمكن تعويضه أيضًا.

化学式

ما هو PFA؟

في عام 1972 ، طورت DuPont الأمريكية الولايات المتحدة كوبوليمر من رباعي فلورو إيثيلين (TFE) وإيثر فلورو بروبيل فينيل (PPVE) تحت الاسم التجاري Teflon PFA ، وهو بوليمر مشترك فلوروأوروإكسي. منذ ذلك الحين ، قامت كل من شركة Novoflon PFA و Flon PFA و Dyneon PFA اليابانية بتطوير منتجات PFA الخاصة بها ولديها حصة معينة في السوق.

يوجد PFA عادة في شكل حبيبات أو مساحيق ، وتتشابه خواصه مع خواص polytetrafluoroethylene (PTFE) ، ولكن يمكن معالجتها بواسطة راتنج لدن بالحرارة ، لذلك يطلق عليه أيضًا polytetrafluoroethylene القابل للذوبان.

في كثير من النواحي ، يشبه PFA إلى حد كبير بولي بروبيلين فلورو إيثيلين البروبيلين (FEP) ، لكن في درجات الحرارة العالية ، فإنه يظهر خواص ميكانيكية أفضل. نظرًا لأن PFA لديه العديد من مزايا PTFE و FEP ، فإنه يعتبر على نطاق واسع أفضل كوبوليمر مفلور قابل للذوبان يمكنه استبداله. يمكن تلخيص خصائصه الأساسية على النحو التالي:

1) لديه مرونة جيدة ويحسن اللزوجة الذائبة للبوليمر ، بحيث يمكن معالجتها بواسطة عملية معالجة عامة ؛

2) الخواص الفيزيائية والميكانيكية لل PFA في درجة حرارة الغرفة تشبه تلك PTFE ويمكن استخدامها في نطاق درجة الحرارة التي يتم تطبيقها ؛

3) PFA مقاومة الإجهاد تكسير أفضل بكثير من FEP.

4) PFA خامل تقريبا لجميع الكواشف الكيميائية والمذيبات. لا يوجد أي تغيير تقريبًا في التلامس مع الأحماض الشائعة أو القواعد القوية أو عوامل الأكسدة أو الهالوجينات أو المذيبات ، ولكن مثل البوليمرات المشبعة بالفلور الأخرى ، سوف يتفاعل مع القلويات المنصهرة. المعادن ، رد فعل الفلور.

5) PFA لديه نفاذية جيدة. عندما يكون سمكها كبيرًا ، يكون شفافًا. ورقة شفافة. لديها مقاومة جيدة للطقس ومقاومة للطقس. يمكن استخدامه في الهواء الطلق لفترة طويلة.

6) PFA لديه خصائص عازلة ممتازة ، والتي عادة ما تظهر باعتبارها ثابتة مع درجة الحرارة ، ولكن في بعض الأحيان أقل من PTFE و FEP.

تطبيق PFA في صناعة أشباه الموصلات

نحن نعلم أن متطلبات نقاء المواد الكيميائية في صناعة أشباه الموصلات تتطلب الكثير من المتطلبات. منذ ولادة PFA في عام 1970 ، تم تخفيض حجم العقدة المستهدفة لصناعة أشباه الموصلات تدريجياً من 10μm إلى 7nm أو حتى 5nm. وهذا يعني أن متطلبات النقاء للمواد الكيميائية الإلكترونية آخذة في الارتفاع.

سواء كان النقش المبلل أو التلميع الميكانيكي الكيميائي (CMP) ، حتى كمية صغيرة من الشوائب في عملية تصنيع الدوائر المتكاملة بأكملها سيكون لها تأثير كبير على المنتج النهائي ، وبالتالي فإن الشركات المصنعة للمكونات الإلكترونية على المواد الخام وأنابيب النقل وردود الفعل المتطلبات للحاويات وما شابه ذلك مرتفعة جدا. ليس من السهل إيجاد بيئة كيميائية متطرفة يمكنها تحمل الأحماض والقلويات القوية وارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي ، ويمكن معالجتها في أشكال مختلفة من المواد. لحسن الحظ ، اكتشف العلماء PFA.

النقل والتخزين: نظرًا لاستقرارها الكيميائي القوي ، فإن PFA fluororesin يمكنه تحمل البيئات القاسية مثل درجات الحرارة العالية والأحماض القوية ، ولا يتفاعل مع المذيبات ، مما يجعله مادة جيدة لحاويات التخزين وأنابيب النقل. إنه يضمن درجة نقاء عالية للمواد الكيميائية الإلكترونية في عملية التصنيع ، ويتجنب تلوث المواد الكيميائية الإلكترونية الناتجة عن تفكك وتآكل وعاء التفاعل ، مما يقلل من معدل خلل الرقاقة.

نظام توزيع الكيماويات (BCD): BCD هو نظام يقوم بتوزيع المواد الكيميائية بدقة ، مما يقلل من تكلفة إزالة الكمية المناسبة من المواد الكيميائية من الحاويات الكبيرة. يتضمن هذا النظام عادة أدوات آلية بالكامل لمزج المواد الكيميائية وتخفيفها ويستخدم في مجموعة واسعة من المصانع الكيميائية الإلكترونية. يستخدم الفلوروريسين على نطاق واسع في البنية التحتية BCD ، بما في ذلك إنتاج أنابيب التهوية ، والصمامات ، والمصارف ، وهلم جرا.

الحفر والتنظيف الرطب: في العملية الرطبة ، يتم تنظيف الرقاقة أولاً ثم تحفرها ، ثم يتم تنظيف مقاوم الضوء وبقايا عملية الحفر. في هذه العملية ، يتم تصنيع PFA fluororesin إلى أدوات مختلفة ، مثل عدادات التدفق ، لضمان نقاوة عالية في محلول الحفر ومحلول التنظيف ؛ و PFA ليس من السهل كسره أثناء الاستخدام ، وبالتالي ضمان كفاءة الإنتاج العالية.

تلميع ميكانيكي كيميائي (CMP): تقوم عملية CMP بسلاسة سطح الرقاقة قبل ترسيب البخار. السائل المستخدم عبارة عن سائل جيد يحتوي على ملاط. إذا كانت الجزيئات الموجودة في الملاط كبيرة للغاية ، فستبقى على سطح الرقاقة. يتم ترك الآثار ، مما يؤدي إلى عيوب في المنتج. المرشح المصنوع من PFA يمنع شوائب الملاط من الاتصال بالرقاقة إلى حد ما.

القوس: يتم وضع الرقاقة على شريحة من شكل معين طوال العملية الرطبة. نظرًا لأنه يمكن تذويب PFA ، يتم تصنيعها في الدعامات بأشكال مختلفة وتستخدم في معالجة الرقاقة بالكامل.